ריבוע אנטנת HF (עקרונות הפעולה). תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

אנטנת HF Kvadrat (עקרונות הפעלה). אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות HF

אחת הסיבות שקבעו את העלייה הניכרת בפעילותם של מפעילי הגלים הקצרים הסובייטים והצלחתם בתחרויות בינלאומיות היא השימוש הנרחב באנטנות כיווניות. הפופולריים ביותר בארצנו הם "ריבועים" עם שניים, שלושה או יותר אלמנטים היוצרים דפוס קרינה. אנטנות אלה יידונו במאמר. המטרה העיקרית של המחברים היא לתת המלצות למפעילי גלים קצרים בבחירה והגדרת אנטנות, תוך סיכום הניסיון של מפעילי גל קצר סובייטיים וזרים.

השוואה בין "ריבועים" ו"ערוצי גל"

השימוש הנרחב ב"ריבועים" הוביל לצורך להשוות את מאפייניהם לפרמטרים של אנטנה פופולרית אחרת בקרב חובבי רדיו - "ערוץ הגל".

הטבלה מציגה את תוצאות המדידות של המאפיינים של כמה אנטנות "מרובע" ו"ערוץ גל", שהושאלו מהמגזין "QST", 1968, מס' 5. זה נובע ממנו. שהפרמטרים של שתי האנטנות זהים בערך אם נשווה את "ערוצי הגל", שיש להם אלמנט אחד יותר מה"ריבועים". עם אותו מספר של אלמנטים, ל"ריבוע" יהיה רווח של כ-2 dB יותר. על פי הנתונים שלנו, ניתן להגדיל את הנתון הזה ל-2,5 dB לפחות אם המרחקים בין האלמנטים נבחרים בצורה מיטבית.
פרמטרים של אנטנה מרובע ערוץ גל
מספר הפריטים 2 4 6 3 5 7
רווח ביחס לרדיאטור איזוטרופי, dB 8.2 11,5 13,4 8.8 12 13,3
רוחב תבנית הכיוון לפי רמת חצי הספק, deg. 60 50 39 61 47 40

כדי להבין את הסיבה הפיזית להבדל כה משמעותי, שקול את כיווני הזרמים (באיור 1) במסגרת - האלמנט ה"מרובע" ובדיפול חצי הגל - אלמנט "ערוץ הגל".

ריבוע אנטנת HF (עקרונות הפעולה)

מתוך איור. 1 יוצא שרק זרמים הזורמים בחלקים האופקיים של המסגרת לוקחים חלק ביצירת הדיאגרמה "המרובעת", שכן השדות מהזרמים הזורמים בחלקים האנכיים מתוגמלים באופן הדדי. לכן, המסגרת מקבילה למערכת של שני ויברטורים מקוצרים נרגשים בפאזה, מופרדים בגובהם במרחק של L/4. ידוע שלדפוס הקרינה במישור האנכי של מערכת כזו, בהשוואה לדפוס של דיפול בודד, יש זווית קטנה יותר ולכן הרווח שלה גבוה יותר. מבחינה כמותית, הרווח ברווח, בהתאם לפרמטרים ולגובה העלייה של שני האלמנטים, יכול לנוע בין 2,2 ל-3,1 dB. ניתן לקבוע רווח זה על ידי נוסחה שתקפה בדיוק מספיק עבור טווחי KB:

A=40000/FgFv כאשר A הוא גורם ההגברה, Fg ו-Fv הם רוחב תבניות הקרינה במישור האופקי והאנכי, בהתאמה.

החלפת הערכים הממוצעים בנוסחה Fg = 180° ו-Fv = 135° עבור הדיפול, Fg = 170° ו-Fv = 80° עבור המסגרת, נקבל שהרווח דיפול הוא פי 1,64 או 2,15 dB (בהספק ), רווח פריימים - פי 2,94 או 4,68 dB. לפיכך, הרווח הממוצע ברווח הוא 2,53 dB. נתון זה אמיתי ומאושר בפועל.

רווח דומה מושג כאשר המסגרת ממוקמת בזווית למטה, המשמשת בעיצובים רבים. אפשרות זו שונה מזו שנידונה לעיל רק בכך שבה תבנית הקרינה נוצרת על ידי המרכיבים האופקיים של הזרמים הזורמים בכל ארבעת צידי המסגרת, והשדות מהרכיבים האנכיים מפוצים.

ניתן לציין עוד תכונה אחת של ה"ריבוע". מכיוון שהמסגרת באורך L יוצרת לולאה סגורה סימטרית, השפעת הקרקע והאובייקטים הסובבים אותה, הפוגעת במאפייני האנטנות, פחותה.

בחירת העיצוב האופטימלי באופטימלי אנו מתכוונים לנתוני עיצוב כאלה של האנטנה, המספקים את יחס הקרינה המקסימלי קדימה/אחורה בהגבר גבוה מספיק. נראה כי יש צורך להציג הגדרה זו בגלל קיומן של שתי שיטות לכוונון אנטנות כיווניות - להגבר מרבי וליחס הקרינה המקסימלי קדימה/אחורה. המקסימום הללו אינם חופפים, וכפי שמראה בפועל, ההפסד במונחי קרינה קדימה/אחורה בעת כוונון לפי השיטה הראשונה מתברר כגדול מההפסד בהגברה במקרה השני.

בתהליך תכנון אנטנה חובב רדיו חייב לקבוע את מספר האלמנטים, את המרחק ביניהם ואת מידותיהם. כדי לפתור את הבעיה הראשונה, הבה נפנה לאיור. 2.

ריבוע אנטנת HF (עקרונות הפעולה)

הוא מראה את התלות של רווח האנטנה A ויחס הקרינה קדימה/אחורה B במספר האלמנטים n. הגרפים מבוססים על תוצאות מדידה (החופפות לנתונים מחושבים) על אנטנות מרובעות בעלות מאפיינים אופטימליים לטווח 14 מגה-הרץ. כפי שקל לראות, העלייה בשני הפרמטרים מואטת ככל שמספר האלמנטים גדל, וזה בולט במיוחד כאשר n>3. בהתחשב בקשיים הכרוכים בייצור ובכוונון של אנטנות מרובות אלמנטים, המחברים מאמינים שברוב המקרים מומלץ להגביל את מספר האלמנטים לשלושה. לדברי כמה חובבי רדיו זרים, אנטנה בעלת ארבעה אלמנטים נוחה יותר מבחינה מבנית בשל הסידור הסימטרי (ביחס לציר האנכי העובר דרך מרכז המסה) של היסודות. אנו משאירים את ההחלטה הסופית לקוראים.

כדי לבחור את המרחקים האופטימליים בין אלמנטים, שקול את התלות של הרווח A במרחק S, המבוטא בשברים מאורך הגל L (איור 3). הגרף מציג בשחור את התלות של הרווח במרחק בין הבורר לרפלקטור של "ריבוע" של שני אלמנטים. באזור המוצל המתאים לרווח המקסימלי (S = 0,175-0,225L), הוא כמעט אינו משתנה, כך שבמקרה זה בחירת המרחק בגבולות המצוינים אינה קריטית.

עבור אנטנות עם יותר משני אלמנטים, המשימה הופכת מסובכת יותר עקב הכנסת משתנים בלתי תלויים נוספים (עבור אנטנה של שלושה אלמנטים - שניים, עבור אנטנה של ארבעה אלמנטים - שלושה וכו'). לכן, רצוי להגדיר את אחד המרחקים (למשל בין הוויברטור לרפלקטור) ולבחור מרחקים אחרים כאופטימליים. לכן, אם ניקח את מרחק הוויברטור-רפלקטור השווה ל-0,2L עבור אנטנה בעלת שלושה אלמנטים, נוכל לקבוע את מרחק הוויברטור-מכוון האופטימלי באמצעות העקומה המוצגת באיור. 3. ברור של"ריבוע" הזה יהיה הרווח הגדול ביותר במרחק של 0,175L, ובמקרה זה, כאשר המרחקים משתנים מ-0,14 ל-0,21L, הרווח כמעט נשאר קבוע, אם כי, כפי שניתן היה לצפות , עקב הירידה בפס הרחב של האנטנה, התלות של הרווח ב-S הופכת תלולה יותר.

(לחץ להגדלה)

כדי להמחיש את מה שנאמר, אנו יכולים לתת גרף שהשתנה מעט עבור "ריבועים" ב-14 מגה-הרץ מאותו מגזין "QST". בהתבסס על מחקר של מספר רב של אנטנות, נקבעה התלות של הרווח באורך L של המעבר לחיזוק האלמנטים (איור 4). האזורים המוצללים בגרף הם הגבולות האפשריים למעשה לשינוי אורך המעבר עבור אנטנה עם מספר נתון של אלמנטים. מהגרף עולה כי אנטנות בעלות מעבר מקוצר נחותות בהגבר (שני ותלת אלמנטים - בכ-2 dB) לעומת אנטנות עם מרחק בין אלמנטים של כ-0,2 ל'.

ניתן לחשב את אורך מסגרת הרטט lv על ידי הנוסחה:

כאשר Ky הוא גורם ההתארכות, בהתאם למספר האלמנטים והיחס בין אורך המסגרת לקוטר החוט; Lp הוא אורך הגל שעבורו מיועדת האנטנה.

כדי לקבוע את אורכו של ויברטור "מרובע" של שני אלמנטים, מקדם ההתארכות נלקח שווה ל-1,01, עם שלושה אלמנטים או יותר הוא 1,015-1,02.

אורך הרפלקטור ה"מרובע" בעל שני האלמנטים נבחר להיות גדול ב-5-6% מאורך הוויברטור. עבור "ריבוע" של שלושה אלמנטים, אורך הרפלקטור צריך להיות ארוך יותר ב-3-4%, הבמאי צריך להיות קצר ב-2,5-3% מאורך הוויברטור; עבור "ריבוע" של ארבעה אלמנטים, אורך הרפלקטור צריך להיות ארוך יותר ב-2,5-3%, אורך הדירקטורים צריך להיות פחות ב-2%.

בפועל, המשקף והדירקטור נעשים מעט קצרים יותר ממה שנקבע בחישוב, כך שניתן להתאים אותם באמצעות לולאות קצרות.

מערכות רב טווח

כל מה שנאמר קודם לכן חל על "ריבועים" של להקה בודדת. בפועל, לעתים קרובות יש צורך לפנות ליצירת מערכת מרובת פסים. עם זאת, יש לציין שכל שילוב במישור האנכי של אלמנטים המכוונים לתדרים שונים, במיוחד כפולות של שניים (כלומר, 14 ו-28, 7 ו-14 מגה-הרץ וכו'), מוביל להידרדרות במאפיינים העיקריים. של האנטנה. בוא ניתן שתי דוגמאות. ל"ריבוע" של שני אלמנטים ב-14, 21 ו-28 מגה-הרץ עם מסגרות במישורים שונים (מה שנקרא עיצוב "קיפוד") יש רווח של עד 9 dB ויחס קרינה קדימה/אחורה של עד 24 dB; אותם מאפיינים של "ריבוע" דומה שנעשה על חוצה אינם עולים על 8 ו-22 dB, בהתאמה. "ריבוע" של שלושה אלמנטים לשני טווחים (14 ו-21 מגה-הרץ) עם רפלקטורים מרווחים מספק רווח של עד 13 dB ויחס קרינה קדימה/אחורה של עד 30 dB; עבור "ריבוע" של שלושה אלמנטים של שלושה פסים (נוסף טווח של 28 מגה-הרץ והמסגרות ממוקמות אחת בתוך השנייה), המאפיינים הללו מתדרדרים ל-11,5 ו-27 dB, בהתאמה.

כדי להפחית את ההשפעה של אלמנטים הממוקמים באותו מישור ופועלים במספר תדרים, ניתן, על ידי חיבור המזין בצורה מתאימה, להחיל את ניתוק הקיטוב שלהם (קיטוב אופקי לאחד וקיטוב אנכי לטווח אחר).

הבידוד המחושב של האלמנטים של טווחי 14-28 מגה-הרץ ב"ריבוע" של שלושה אלמנטים מגיע ל-20 dB.

כדי לקבל את הביצועים הטובים ביותר ממערכת מרובת פסים, רצוי לשמור על מרווח אופטימלי בין האלמנטים עבור כל פס. עם זאת, כאן, עקב קשיי עיצוב, חובבי רדיו נאלצים לרוב להתפשר. דוגמה אחת לפשרה כזו עבור "ריבוע" של שלושה אלמנטים ב-14, 21 ו-28 מגה-הרץ יכולה להיות השגת ביצועים כמעט אופטימליים בשתי הרצועות הראשונות וגרוע יותר בשלישית. לדעתנו, החלטה כזו מוצדקת לחלוטין בשל מאפייני המעבר והעומס המשתנה בטווחים אלו. בהתאם לדרישות האנטנה הספציפיות, חובב הרדיו עשוי לבחור אפשרות אחרת.

ספרות

רדיו מס' 6 1976

פרסום: cxem.net

ראה מאמרים אחרים סעיף אנטנות HF.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אלקטרוליט עמיד בפני כפור לסוללות ליתיום-יון 13.04.2024

ההתקדמות בטכנולוגיית אחסון אנרגיה משחקת תפקיד מפתח ביצירת ספקי כוח בטוחים, יעילים יותר ועמידים יותר. בהקשר זה יש חשיבות מיוחדת למחקר בתחום סוללות ליתיום-יון במצב מוצק. תגליות אחרונות של מדענים יפנים מאוניברסיטת טוקיו למדע בתחום האלקטרוליט עמיד לכפור פותחות אפשרויות חדשות לפיתוח טכנולוגיה זו.

חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו למדע הכריזו על גילויו של מוליך ליתיום-יון יציב ומוליך במיוחד, שעשוי להפוך למרכיב חשוב בסוללות ליתיום-יון במצב מוצק.

סוללות ליתיום-יון במצב מוצק עם אלקטרוליט מוצק הופכות למבטיחות יותר ויותר בתחום שימור האנרגיה בשל בטיחותן ואמינותן. עם זאת, עד לא מזמן, השימוש הנרחב בהם נפגע על ידי מוליכות נמוכה ובעיות במגע של האלקטרודה עם האלקטרוליט המוצק.

חוקרים יפנים פיתחו מוליך ליתיום-יון יציב ומוליך גבוה המבוסס על פירוכלור אוקסיפלואוריד. חומר זה לא רק יציב באוויר, אלא גם בעל מוליכות יונית גבוהה יותר בהשוואה לחומרים ידועים בעבר. אחד החומרים שפותחו, Li 1,25 La 0,58 Nb 2 O 6 F, מציג תוצאות מרשימות וניתן להשתמש בו במגוון רחב של יישומים.

האלקטרוליט החדש העמיד בפני קור מציע הבטחה למגוון תעשיות, כולל תעופה וכלי רכב חשמליים, שבהם בטיחות וביצועים גבוהים הם בעלי חשיבות עליונה. החומר החדש עשוי להוביל גם למזעור סוללות וליצירת מכשירים קומפקטיים ויעילים יותר למכשירי חשמל ביתיים ולמכשירים רפואיים.

הגילוי של מוליך ליתיום-יון יציב ובעל מוליכות גבוהה פותח עידן חדש בפיתוח סוללות ליתיום-יון במצב מוצק. פריצת דרך זו בטכנולוגיית אגירת האנרגיה מבטיחה לחולל מהפכה בתעשיית שימור האנרגיה ולהפוך למרכיב מפתח בדור הבא של סוללות ליתיום-יון.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סמארטפון סוני עם תצוגת רטינה

▪ ממירי DC/DC רפואיים ממוצעים MDS15/20

▪ שבב זיכרון סטטי 72 Mbit CY7C147X

▪ הקליט את מרסקווייק הראשון אי פעם

▪ אופטימיסטים לא מפחדים מהתקף לב

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר מגברי כוח. מבחר מאמרים

▪ מאמר מאת אמיל זולה. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר האם לילדים היו צעצועים בימי קדם? תשובה מפורטת

▪ מאמר מהנדס מכונות. תיאור משרה

▪ מאמר ממסר מגבים אלקטרוני עבור Zhiguli. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר שני עיתונים, כלוב ואקדח. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

הערות על המאמר:

Юра
תודה רבה בהתחלה קראתי את זה ניסיתי את המסקנה של שאר יאגי תעשו את זה חבר'ה אל תתעצלו טוב עכשיו יש משהו אחר לעשות התוצאות לא ימשיכו לחכות

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר